Мобилизация триглицеридов жировой ткани и проблемы транспорта высших жирных кислот.
В постадсорбционном периоде (когда между приемами пищи длительный интервал) идет мобилизация энергетических ресурсов организма, в том числе мобилизация триглицеридов жировой ткани.
Образующиеся в ходе мобилизации высшие жирные кислоты через мембрану липоцитов поступают в кровяное русло и в комплексе с альбуминами переносятся током крови в различные органы и ткани.
Там жирные кислоты проникают через наружную клеточную мембрану внутрь клеток и связываются со специальным так называемым Z-белком. В комплексе с этим внутриклеточным переносчиком жирные кислоты перемещаются в цитозоле к месту их использования.
Концентрация неэтерифицированных или иначе свободных жирных кислот в плазме крови натощак составляет величину 0,56-0,58 ммоль/л.
Жирные кислоты очень быстро обмениваются в крови, время их полужизни в русле крови составляет около 4 мин. За сутки с током крови переноситься примерно 150 гр свободных жирных кислот. Эта величина превышает величину суточного поступления липидов в организме. Это свидетельствует о том, что значительная часть транспортируемых кровью высших жирных кислот является продуктом их биосинтеза из углеводов или углеродного скелета аминокислот.
В условиях длительно интенсивной работы требующей больших энергозатрат жирные кислоты, поступающие из жировых депо, становятся основным видом энергетического топлива. Значение их как энергетического топлива еще более возрастает при недостатке глюкозы в органах и тканях, что характерно для сахарного диабета или голодания. Однако на пути эффективного использования высших жирных кислот клетками встает так называемый диффузионный барьер.
|
|
|
Что это за барьер?
Суть этого явления заключается в том, что высшие жирные кислоты на своем пути из кровяного русла в клетки должны пройти через гидрофильную фазу межклеточной среды. Но они нерастворимы в воде и поэтому скорость движения через межклеточную среду крайне ограничена. Выходом из положения является преобразование жирных кислот в печени в соединения, с небольшой молекулярной массой которые растворимы в воде.
Это такие соединения как ацетоуксусные и b-гидроксимасляные кислоты. Эти соединения из печени опять же поступают в кровь, а затем идут в клетки тканей, но для этих молекул диффузионного барьера не существует, поэтому они служат эффективным энергетическим топливом. Эти соединения получили название - ацетоновые тела. К ацетоновым телам относится и сам ацетон (диметилкетон). В то же время в гепатоциты высшие жирные кислоты поступают минуя диффузионный барьер потому, что гпатоциты в печеночных синусах непосредственно контактируют с кровью.
|
|
|
Биосинтез и распад ацетоновых тел.
Жирные кислоты поступающие в гепатоциты, активируются и подвергаются b-окислению с образованием ацетилКоА. Именно этот ацетилКоА используется для синтеза ацетоновых тел, согласно схеме.
В ходе первой реакции (в первую реакцию вступают 2 молекулы ацетилКоА, фермент ацетилКоА-ацетилтрансфераза = тиолаза) образуется 4-х углеродная молекула ацетоацетилКоА. Эти соединения макроэргические поэтому в этом синтезе не принимает участие АТФ.
В ходе следующей реакции (фермент b-гидроксиb-метилглюкоилКоАсинтетаза) (в последующем вы увидите, что первые этапы биосинтеза ацетоновых тел и холестерина абсолютно равнозначны. Это одна из ключевых реакций синтеза ацетоновых тел используется еще одна молекула ацетилКоА, вода. Образуется 6-и углеродная молекула - b-гидрокси-b-метилглютарилКоА.
Последняя реакция - лиазная (катализирует фермент ГМГ-лиаза), происходит отщепление ацетилКоА и образование 4-х углеродной молекулы - ацетоацетата.
Как образуются два других соединения относящихся к группе ацетоновых тел?
Из ацетоуксусной кислоты спонтанно, чаще всего, или иногда за счет декарбоксилазы происходит отщепление карбоксильной группы в виде углекислого газа и образуется ацетон.
|
|
|
Ацетоуксусная кислота восстанавливается в ходе реакции катализируемой ферментом b-гидроксибутератдегидрогиназой с использованием НАД+Н+, в итоге образуется b-гидроксимасляная кислота. Это третий составной элемент ацетоновых тел.
Образовавшиеся ацетоновые тела поступают из гепатоцитов в кровь и разносятся к клеткам. Процесс синтеза ацетоновых тел идет постоянно, и ацетоновые тела всегда присутствуют в крови в концентрации 30мг/л. При голодании их содержание может увеличиваться до 400-500 мг/л. Еще больше концентрация при сахарном диабете в тяжелой форме до 3000-4000 мг/л.
Ацетоновые тела в норме хорошо утилизируются клетками периферических тканей, в особенности это касается скелетных мышц и миокарда. Скелетные мышцы и миокард значительную часть нужной им энергии получают за счет окисления ацетоновых тел. Только нервные клетки в обычных условиях не утилизируют ацетоновые тела, однако при голодании даже головной мозг 50-75% соей потребности в энергии удовлетворяет за счет окисления ацетоновых тел.
Ацетоацетат, поступающий в клетки различных тканей, прежде всего, подвергается активации помощью одного из двух механизмов.
|
|
|
Ацетоацетат с участием фермента тиокиназы, за счет энергии АТФ превращается в ацетоацетил-КоА.
Второй путь, является превалирующим в активации, это за счет фермента тиофоразы. Реакция, в которой принимают участие сукцениКоА и ацетоацетат, приводит к образованию ацетоацетил-КоА и образование сукцината, который далее окисляется в цикле Кребса.
Образующийся ацетоацетил-КоА далее дает 2 молекулы ацетил-КоА (принимает участие НSКоА, это тиолазная реакция)
АцетилКоА поступает в цикл Кребса, где ацетильные остатки окисляются до углекислого газа и воды.
Биологическая роль
Ацетоновые тела по значимости - 3 тип топливной энергии.
В гепатоцитах нет фермента тиофоразы, поэтому образовавшийся в гепатоцитах ацетоацетат не активируется и не окисляется. Таким образом печень экспортирует ацетоацетат, другими словами синтезирует этот вид топлива для других клеток.
b-гидроксибутерат окисляется путем дегидрироания в ацетоацетат, дальше ацетоацетат в ацетилКоА.
Что касается ацетона, возможно 2 варианта окисления. Дело в том, что ацетон очень летуч, поэтому большое количество выделяется вместе с выдыхаемым воздухом, кроме того, ацетон выделяется с водой.
1 путь: Ацетон расщепляется до ацетильного и формильного остатка
2 путь: Через пропандиол он превращается в пируват.
Ацетоновые тела, накапливаясь в крови и тканях оказывают ингибирующие действие на липолиз, в особенности это касается расщепление триглицеридов в липоцитах. Дело в том, что избыточное накопление в крови ацетоновых тел приводит к развитию ацидоза. Снижение уровня липолиза в клетках жировой ткани приводит к уменьшению притока жирных кислот в гепатоциты, к снижению скорости образования ацетоновых тел и, следовательно, к снижению содержания в крови.
Дата добавления: 2015-12-20; просмотров: 27; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!